变质岩的形成作用

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1、第四章变质岩的形成作用现今出露于地表的变质岩是如何形成的？即在变质条件下地壳已存岩石是如何形成变质岩的？变质岩的形成主要有五种方式：1．变质重结晶作用2．变质结晶作用（变质反应）3．变形作用4．变质分异作用5．交代作用（岩石流体相互作用）第一节变质重结晶作用一.概念特点实例概念:指在变质条件下,同种矿物间的溶解,组分迁移,再沉淀结晶的改造作用.这此过程中,没有新的矿物相出现。特点:原岩中某些矿物的个体形态,大小,空间位置等发生变化,即造成岩石结构构造方面的变化.一般发生于组成矿物单一的岩石中。如

2、灰岩和石英砂净岩。实例:灰岩大理岩重结晶T.P石英砂净岩石英岩重结晶T.P第一节变质重结晶作用二.影响因素:原岩特点;环境物理化学条件.(1)原岩成分:成分越简单,越纯净,越利于重结晶作用.(2)粒度:同种矿物粒度小,表面能小,越利于重结晶作用.(3)形态:外形不规则的矿物颗粒易于发生重结晶作用.(4)温度:温度升高矿物溶解度增大,组分在溶液中的扩散速度扩散距离随之增大,利于发生大规模的重结晶作用.(5)应力:应力使岩石破碎、变形,、利于发生重结晶作用.第一节变质重结晶作用三.类型--静态重结晶

3、;动态重结晶1.静态重结晶一般发生在低应变区或应力消失以后,是在没有应力或应力较弱的条件下发生的重结晶作用.产物特点:形成的矿物近等轴粒状,无定向组构,同种矿物之间往往发育三边平衡结构.花岗变晶结构(粒状)花岗变晶结构(鳞片粒状)花岗变晶结构(柱状粒状)穿插变晶结构(1)穿插变晶结构(2)球粒变晶结构斑状变晶结构嵌状变晶结构骸晶变晶结构图1-1接触变质岩（静态重结晶）典型结构素描A-A边界能与A-B边界能接近时,形成三边平衡结构=1200A-A边界能大于A-B边界能时,减小图1-2颗粒边界能

4、与矿物接触关系示意图第一节变质重结晶作用三.类型--静态重结晶;动态重结晶2.动态重结晶一般发生在强应变区,是在有较强应力作用条件下发生的重结晶作用.可以分为两个阶段：1）初始重结晶（恢复）阶段：无应变的新颗粒取代具有高应变能的变形颗粒，产生细粒化作用。2）次生重结晶（结晶）阶段：新生无应变能颗粒取代具高应变能变形颗粒后继续生长，颗粒加粗加大的过程第一节变质重结晶作用三.变质重结晶作用类型--静态重结晶;动态重结晶2.动态重结晶作用方式(机制)一般可以分为两种类型:1）迁移动态重结晶：已变形的矿

5、物颗粒开始溶解并被新生的同种矿物定向生长取代的过程，结果产生定向组构。2）旋转动态重结晶：在剪应力作用下，矿物旋转变形与重结晶作用同时发生，结果形成一种独立的亚颗粒结构（由许多细小的同种矿物颗粒组成，它们光性不同，界限不清）。照片1-1.石英的波状消光石英波状消光指示的动态重结晶照片1-2.石英的亚颗粒结构石英亚颗粒结构指示的恢复阶段的动态重结晶照片1-3.石英的亚颗粒结构石英亚颗粒结构指示的恢复阶段的动态重结晶照片1-4.齿状石英斜长石的“S”形残斑齿状石英指示的动态重结晶条纹长石的亚颗粒结构

6、指示的恢复阶段的动态重结晶照片1-5.条带状石英及条纹长石的亚颗粒结构第二节变质反应（变质结晶作用）变质反应的概念指在变质作用的温度压力范围内,原岩在基本保持固态的条件下,岩石中原有矿物被新生矿物所取代的过程.变质结晶作用多是通过特定的反应来实现的,因此变质结晶作用也称变质反应.变质反应的研究意义在于可以了解矿物成分的变化过程并获取变质条件信息。代表人物Winker，根据实验资料确定了14个特定的变质反应，使变质作用物理化学条件的测定由定性研究转为定量研究。变质反应的影响因素:原岩成分；结构构造

7、;环境的物化条件.第二节变质反应（变质结晶作用）变质反应平衡时的基本热力学方程变质变质反应是在一定的体系内，一定的温度、压力、组分浓度等条件下进行的，当变质反应达到平衡时，遵从的基本热力学方程为：d（△G）=0=△VdP-△SdT即dP/dT=△S/△V（Clausius------Clapeyron方程）△G---反应的吉布斯自由能变化，△S-反应的熵变，△V反应的体积变化式中的dP/dT是P-T图解上变质反应曲线的斜率，根据△S和△V的变化可以确定P-T图解的斜率，正向反应△S一般为正值，所

8、以斜率的正负取决于△V。第二节变质反应（变质结晶作用）变质反应的基本类型1.固体---固体反应2脱-吸流体（H2O和CO2)反应3氧化-还原反应4不连续反应和连续反应5离子交换反应6去水熔融反应第二节变质反应（变质结晶作用）固体—固体反应1反应物与生成物都是固相，没有流体相出现；2变质反应因素只有T、P，是比较好的P-T指示计；3固体的△S和△V变化很小，计算时可近似看作常数；dP/dT近似为常数，反应曲线为直线；4变质岩石中的固--固反应无论具有正斜率，还是负斜率，其斜率的绝对值都比较低，在P